射阳河口无机氮磷浓度高光谱定量反演研究

"基于高光谱的射阳河口无机氮磷浓度定量反演研究" 在环保和水资源管理领域，高光谱遥感技术已成为一种有效的监测手段，尤其是在监测水体中的无机氮磷浓度方面。这篇由潘洁和张鹰共同完成的首发论文深入探讨了如何利用高光谱数据来定量反演射阳河口的无机氮磷浓度。射阳河口作为重要的水系，其氮磷浓度直接影响着水质和生态环境。 研究人员首先进行了实地测量，收集了射阳河口的光谱反射率数据，并与表层水体的无机氮磷营养盐浓度进行对比分析。通过这种相关性分析，他们发现了光谱反射率与氮、磷浓度之间存在显著的相关性。此外，他们还考察了氮磷浓度与悬浮颗粒物浓度的光谱关联性，这有助于理解氮磷的来源和动态变化。 在数据处理中，作者选取了Hyperion高光谱影像，通过9种不同的波段组合与896nm波段进行归一化差值指数因子（F3(428,896)）计算，发现中心波长为428nm的波段与896nm波段的组合最为有效。相关系数高达0.802和0.7889，分别对应氮和磷，显示出强烈的关联性。 进一步，作者构建了一个基于F3(428,896)因子的线性模型，用于反演射阳河口的无机氮磷浓度。模型的相对RMSE（均方根误差）分别为36.63%和47.33%，表明模型在预测氮磷浓度时具有较高的精度。同时，模型揭示了河口氮磷含量与悬浮颗粒物浓度之间的高度相关性，以及氮磷自身浓度的内在联系。 论文指出，氮磷是生物体生长的关键元素，它们在水体中的分布对于维持生态平衡和人类活动至关重要。尽管已有研究关注氮磷在土壤和植被中的遥感监测，但针对水体中氮磷的遥感研究仍处于初级阶段。例如，巩彩兰等人通过研究发现黄浦江总氮浓度与特定波长的光谱反射率有关，而雷坤等则在太湖总氮监测上取得进展。 射阳河口水体中氮磷浓度较高，且底泥再悬浮现象对其浓度有显著影响。因此，通过高光谱遥感技术进行定量反演，不仅可以实时监控水质，还有助于了解营养盐循环和沉积物动态，为河口区域的环境保护和管理提供科学依据。 关键词：射阳河口 氮磷浓度 Hyperion 影像 线性模型 反演 中图分类号：P714+.4 总结：这篇研究展示了高光谱遥感技术在监测水体无机氮磷浓度中的应用潜力，通过建立准确的反演模型，为射阳河口的环境管理和生态健康提供了新的工具和方法。